AP 1_ASS_2013

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Universidade do Estado do Amazonas
 Escola Superior de Tecnologia
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Analise de Sinais e Sistemas
AULA Prática # 1
TÍTULO: “GERAÇÃO DIGITAL DE SINAIS periódicos e aperiódicos emPREGANDO O SIMULINK ( Sinais determisiticos) ”
OBJETIVOS
OBJETIVO FUNDAMENTAL
O objetivo fundamental é desenvolver no aluno habilidades práticas na geração digital de sinais típicos da eletrônica, das telecomunicações e da automatização empregando o software SIMULINK.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
Obter habilidades práticas no emprego dos Softwares MATLAB e SIMULINK, particularmente dos Toolboxes relacionados com os sinais e seu processamento.
Comprovar na prática os conhecimentos obtidos nas aulas teóricas sobre os diferentes tipos de sinais.
Obter habilidades na análise e síntese de sinais, obtendo as relações fundamentais entre os domínios tempo e freqüência. 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Conceito de sinal
Nos sistemas de comunicações, automação e eletrônicos os sinais são grandezas variáveis em tempo (tensões, correntes, temperaturas, intensidade de luz, etc. ). Em geral elas são portadoras da informação. A descrição natural de um sinal x(t) é no domínio do tempo, donde a variável independente é o tempo t. 
Os sinais classificam se em:
De acordo a previsibilidade
Sinais determinísticos
Seu comportamento no tempo é completamente previsível, estão governadas por uma lei matemática. Exemplo: o sinal x(t) = A cos( ( t).
Sinais aleatórios o casuais 
Seu comportamento não é previsível, seu estudo requer o emprego de procedimentos estatísticos. Exemplo: tensão de ruído, sinal de vídeo. 
Atendendo à periodicidade
Sinais periódicos
Repetem-se a cada um tempo determinado T, conhecido como período. Para elas se cumpre que x(t) = x(t ( k T) para k= 0 1,2, ......., onde T é o período. Exemplos de sinais periódicos são o coseno, o seno e o trem de pulsos retangulares, entre outros. 
Sinais aperiódicos
Não se repetem no tempo, e cumprem com x(t) ( x(t ( k T) . Exemplos: o pulso retangular ou triangular isolado.
PROCEDIMENTOS
Tarefas:
3.1 Empregando os diferentes blocos do Blockset Principal do Software SIMULINK, particularmente os menus “fontes” ( sources) e “visualizadores” (sinks) assim como dos Bloksets de Comunicações e PDS faça a geração dos diferentes tipos de sinais que se indicam nos exemplos embaixo. 
3.2 Faça mudanças nos parâmetros dos blocos e observe os resultados nos osciloscópios (scope). Guarde cada um dos modelos desenvolvidos para exercitar logo. 
GERAÇÃO DE SINAIS SINUSOIDAIS
Exercício #1 Gerar um sinal sinusoidal com os seguintes parâmetros.. 
Amplitude pico: 2 V
Freqüência: 2 kHz 
Offset (bias): 0 V
Deslocamento de fase: 0 radianos 
Tempo de amostragem: 0.00001 s (0.01ms) 
Tempo de simulação: 5 ms (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados.
 
Esquema geral
Configuração dos parâmetros do sinal sinusoidal 
 
Depois do rodar a simulação, obtém se:
Deseja-se mudar a faixa do eixo vertical do osciloscópio, então faça click direito acima da figura e obtém se:
 
Coloque agora, por exemplo:
 
E vai obter se:
GERAÇÃO DE SINAIS RETANGULARES
Exercício #2 Gerar um sinal retangular periódico unipolar com os seguintes parâmetros. 
Amplitude pico: 1 V
Período: 0.5 ms 
Deslocamento no tempo: 0 s 
Relação ON/OFF ( em por cento) : 25 %
Tempo de simulação: 2 ms (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados. 
Esquema geral
Configuração dos parâmetros do sinal retangular periódico 
Depois do rodar a simulação, obtém se:
Mudando a faixa do eixo vertical temos:
GERAÇÃO DE DENTES DE SERRA 
Exercício #3 Gerar um sinal de tipo dente serra empregando o gerador de funções com os seguintes parâmetros. 
Amplitude pico: 1 V
Freqüência: 100 Hz
Tempo de simulação: 0.01 s (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados. 
Esquema geral
Configuração dos parâmetros do sinal dente de serra 
Depois do rodar a simulação, obtém se:
GERAÇÃO DE SINAIS NÃO PERIÓDICOS
Exercício #4 Gerar um sinal degrau com os seguintes parâmetros:
Valor inicial: 0
Valor final: 2 V
Tempo de inicio: 2 s
Tempo de simulação: 0.01 s (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados. 
Esquema geral
Configuração dos parâmetros do degrau
Depois do rodar a simulação, obtém se:
Exercício #5 Gerar um sinal tipo rampa com os seguintes parâmetros:
Valor inicial: 0
Pendente: 1 (45 Degraus)
Tempo de inicio: 4 s
Tempo de simulação: 10 s (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados. 
Esquema geral
Configuração dos parâmetros do sinal rampa
Depois do rodar a simulação, obtém se:
Exercício #6 Gerar um pulso retangular isolado empregando o bloco geral “Formador de sinais” (Signal Builder).
Valor inicial: 0
Valor final: 0.6 V
Tempo de inicio: 2 s
Tempo de duração: 1 s
Tempo de simulação: 10 s (stop time) (Menu Simulation/Configuration parameters)
Observar o sinal gerado empregando um osciloscópio e comprovar os parâmetros selecionados. 
Esquema geral
Configuração do pulso
Depois do rodar a simulação, obtém se:
4. AVALIAÇÃO 
A avaliação da aula prática vai ter em conta os seguintes aspectos:
A preparação previa do aluno, que inclui: conhecimentos sobre as tarefas a desenvolver, os princípios da representação de sinais periódicos e não periódicos e os princípios básicos do SIMULINK. Os mesmos serão avaliados pelo professor durante o transcurso da aula.
O interesse, a independência e agilidade que demonstre o aluno durante o desenvolvimento da atividade.
Os resultados obtidos durante a realização das simulações, assim como a interpretação dos mesmos.
5. INDICAÇÕES PARA A PREPARAÇÃO PREVIA DA AULA PRÁTICA
Estudar os conteúdos teóricos da Disciplina PDS correspondentes à representação de sinais periódicos e não periódicos e seus parâmetros fundamentais.
Estudar na bibliografia os aspectos básicos do SIMULINK
6. BIBLIOGRAFIA 
Fernández, L.: Guias de Aulas Práticas da disciplina PDS. Curso de Engenharia Elétrica. EST/UEA.
----------- : “MATLAB. Curso Introdutório”. Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, 2002.
Duarte, M.: “Manual de Introdução ao MatLab”. Universidade Nova de Lisboa UNINOVA.
-----------: Manual do Toolbox de Processamento de Sinais do MATLAB/SIMULINK Vers. 7 Release 14.
 -----------:Manual de Ajuda Geral do MATLAB/SIMULINK Vers. 7 Release 14
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Elaborada por:
Dr. Elder Luis Fernández Ávila
EST/UEA
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